Page 25 - 网络电信2019年5月刊上
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温25G DFB激光器。全新的工温25G激光器将满足严格的工作要
图9 VCSEL、DFB和EML示意图
求，传输距离可达2至10千米，有助于扩展无线基础设施带宽，
实现高速5G连接。
六、非制冷EML
EML属于外调制方式，是指电吸收调制器（EAM）与DFB激
光器的集成器件，其波长啁啾低，因此信号传输质量高，容易
实现50G以上波特率高速调制，并且还具有易实现集成化、小型
表1 发射端主要的三种激光器对比
化，低调制电压，高消光比等特点，在10公里以上的中长距离
光模块中已经得到广泛应用。然而，数据通信模块的特点是低
功耗和低价格，传统EML需要温度控制，光模块整体耗电量会上
升，同时EML的高成本，也成为了其广泛应用的瓶颈。近年来，
随着需求变化的驱动，非制冷（Uncooled）EML已开始应用。将
EML做成对环境变化不太敏感的光器件，使得在一定范围温度条
件下（例如0~+70度），不需要温控，或者简单温控便可以正常
工作。通过在模块中消除温控器件，部分解决了成本和功耗的
问题。因此在未来的数通领域，非制冷EML可以向下延伸到2km
的应用，在400G应用领域，把电信号加在光信号上直接调制方
式受限于芯片速度，封装难度大，能耗较高等因素，目前EML被
认为是400G领域的重要选项之一。
[8]
据相关文献 对低驱动电压非制冷53 G baud PAM4（106G
bps）EML激光器的报道。新开发的高带宽1.3μm非制冷EML激光
器成功在20至85°C的宽温度范围内以0.9 VPP驱动电压进行53
G baud PAM4工作。通过仔细优化多量子阱（MQW）设计和调制
器长度，降低寄生电容结构，其消光比超过4.9 dB，边模抑制
五、工业级温度DFB 比（SMSR）超过40dB，3dB带宽达到42 GHz，在20到85°C之间
对于5G时代光模块的应用，需求量将超过4G时代，低成本
TDECQ小于2.3 dB，完全满足53G baud调制的需要。
将依然成为产业链对光模块的主要诉求。实现低成本最根本的
手段是技术创新，包括网络架构，网络协议等各方面的创新， 图11 非制冷53G baud PAM4 EML激光器结构示意图 [8]
而物理层光器件的创新，是推动市场发展的根本动力[6]。对
于无线接入网，由于较多基站要部署在恶劣的环境下，其对
光模块能够正常工作的温度范围要求就很高，比如要达到工温
（-40℃~+85℃）的指标，商温激光器加温控的方案无论从制造
还是功耗方面，都会造成光模块成本增加。工业级温度范围的
激光器替代商业级温度范围的激光器，是降低光模块封装成本
的重要创新方向。
图10 10km单模光纤100GbE收发器降成本发展方向 [7]
图12 20至85°C光谱静态特性 [8]
对于工业级温度DFB激光器的设计与制造，从激光器的材
料与结构（保持激光器的单模性）着手，来扩大温度范围。目
前Oclaro，Renesas，Macom和Mitsubishi等公司，均可供应工
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